Fosforowodór na Wenus. Może wskazywać na istnienie życia

| Astronomia/fizyka
ESO / M. Kornmesser / L. Calçada & NASA / JPL / Caltech

Międzynarodowy zespół naukowy pracujący pod kierunkiem profesor Jane Greaves z Cardiff University poinformował o odkryciu fosforowodoru w chmurach na Wenus. Na Ziemi fosforowodór powstaje w wyniku procesów przemysłowych lub jest wytwarzany przez mikroorganizmy beztlenowe.

Naukowcy od dziesięcioleci spekulują, że w wysokich partiach chmur na Wenus mogą znajdować się mikroorganizmy. Byłyby wysoko nad niegościnną powierzchnią planety. Musiałyby jednak przetrwać w środowisku o wysokiej kwasowości. Odkrycie fosforowodoru może wskazywać, że w atmosferze Wenus rzeczywiście istnieje życie. Szczegóły odkrycia opisano w Nature Astronomy.

Sensacyjnego odkrycia dokonano za pomocą James Clark Maxwell Telescope (JCMT) na Hawajach. Następnie naukowcy otrzymali dostęp do 45 teleskopów pracujących w ramach ALMA (Atacama Large Milimeter/submilimeter Array). W obu przypadkach Wenus obserwowano w długości fali większej niż 1 mm. To daleko poza zakresem, który wykrywa ludzkie oko.

To był eksperyment wykonany z czystej ciekawości. Postanowiliśmy wykorzystać potężną technologię, w którą wyposażony jest JCMT, by wyobrazić sobie możliwości przyszłych instrumentów. Stwierdziłam, że wykluczymy pewne ekstremalne scenariusze, jak np. obecność licznych mikroorganizmów w chmurach. Gdy wykryliśmy pierwsze ślady fosforowodoru w spektrum Wenus, byłam w szoku, mówi profesor Greaves.

Naukowcy postanowili zweryfikować swoje spostrzeżenie. Dlatego wystarali się o 3 godziny czasu pracy ze znacznie bardziej czułym ALMA. Obróbka uzyskanych danych zajęła im pełne 6 miesięcy. W końcu okazało się, że i ALMA widzi ślady fosforowodoru. Udało nam się przeprowadzić obserwacje, gdy Wenus była pod dobrym dla ALMA kątem względem Ziemi. Obróbka danych nie była łatwa, gdyż ALMA nie jest zwykle wykorzystywana do poszukiwania subtelnych sygnałów w bardzo jasnym obiektach, jakim jest Wenus, mówi doktor Anita Richards z UK ALMA Regional Centre.

Oba instrumenty pokazały to samo, słaby sygnał absorpcji w spektrum typowym dla fosforowodoru, gdy molekuły są od spodu podświetlane przez cieplejsze chmury, dodaje profesor Greaves.

Obliczeniami koncentracji fosforowodoru w atmosferze Wenus zajął się profesor Hidao Sagawa z Uniwersytetu Kyoto Sangyo. Okazuje się, że na każdy miliard molekuł zaledwie 20 to molekuły fosforowodoru.

Przeprowadzono też obliczenia, które miałyby wykazać, czy na Wenus fosforowodór może powstawać w sposób naturalny bez udziału organizmów żywych. To było trudne zadanie, gdyż jedyne informacje na temat fosforu na Wenus pochodzą z radzieckiego lądownika Vega 2, który dotarł na powierzchnię Wenus w 1985 roku. Szacunkami dotyczącymi źródeł fosforowodoru zajął się zespół pod kierownictwem doktora Williama Bainsa z MIT. Naukowcy stwierdzili, że fosforowodór mógłby pochodzić z wulkanów, uderzeń piorunów, czy z oddziaływania promieniowania słonecznego z powierzchnią Wenus, jednak w ten sposób nie powstałoby więcej niż 1/10000 obserwowanej ilości tej molekuły.

Z kolei, jak obliczył doktor Paul Rimmer z Cambridge University, ziemskie mikroorganizmy, by wyprodukować tyle fosforowodoru, ile zaobserwowano w atmosferze Wenus, musiałyby pracować z zaledwie 10% swojej maksymalnej wydajności. Na Ziemi mikroorganizmy absorbują minerały zawierające fosfór, dodają do niego wodór i wydzielają fosforowodór. Nie wiadomo, dlaczego to robią, gdyż zużywają przy tym energię. Być może fosforowodór jest tu produktem ubocznym innego procesu, a może służy do odstraszania konkurencji.

Tak czy inaczej musimy brać pod uwagę, że jeśli jakieś mikroorganizmy istnieją na Wenus, to prawdopodobnie bardzo się one różną od ziemskich mikroorganizmów. Tutaj rodzi się pytanie, jak takie organizmy mogłyby przetrwać. Na Ziemi niektóre mikroorganizmy radzą sobie nawet z 5-procentowym zakwaszeniem środowiska. Jednak na Wenus jest zupełnie inaczej. Co prawda w wysokich partiach chmur panują tam temperatury do 30 stopni Celsjusza, ale chmury te w około 90% składają się z kwasu siarkowego.

Profesor Sara Seager i doktor Janusz Petkowski z MIT badają obecnie, czy mikroorganizmy mogą w jakiś sposób ochronić się przed działaniem kwasu przebywając w kroplach tworzących chmury.

Autor:

Źródło: Royal Astronomical Society

fosforowodór Wenus chmury mikroorganizmy życie na innych planetach